为更好落实对起重机械安全监控的管理，《起重机械安全监控管理系统》国标文件对起重机安全监控系统的具体实现功能做了详细的介绍。该系统主要包括控制输出、信息采集、信息处理、信息存储、信息显示以及信息导出等功能如图 2-1所示。如果需要远程监控，可添加远程传输单元，对每个组成的分析如下。

1、控制输出：系统控制器将控制信号发送给执行机构，完成对执行机构的控制，一般采用 PLC 或者高性能处理器作为控制器。

2、信息采集：根据监控系统的要求，通过安装传感器或者其他方式将监控参数读入到控制器中。

3、信息处理：将接收或读取的数据进行分析计算，数据计算要求快速准确，并准确传输。

4、信息存储：将系统中的监测数据保存到存储模块中，以便查看历史数据。监测数据的存储可以采用多样化方式，如表格、曲线图、图片等。

5、信息显示：主要是将监测到数据实时的显示在显示器上，使工作人员可以方便快捷的查看。

6、信息导出：历史数据保存以后，可以通过该导出接口将数据导出，以便对系统进行分析提供参考。

7、远程传输：是指将系统中的某些或者全部数据，通过远程网络进行进行访问，实现数据的共享。

本文主要对门座机工作过程中每个机构的安全信息参数进行实时监测，并对危险信号和故障信号给出报警提示；同时，能够对监测到的运行参数进行记录和查看。安全监控系统能否长期稳定运行，需要保证图 2-1 中所有功能模块协调运行、共同作用。在实际项目实施时，可根据用户的需求对系统功能进行适当的裁剪和添加，尽量满足客户需求。

    该系统主要完成的是对起重机安全信息的监控和对起重机主要机构的运动控制，监控系统总体框图如图 2-2 示。工作过程为起重机的主令信号发送指令给 CPU控制单元，控制单元接收到主令信号并采集运行参数（开关量和模拟量）、故障信息、限位信息等，通过 RS485 总线或 Profibus 现场总线等发送控制命令到变频器，由变频器驱动起重机各机构的电机的运行，从而执行起重机各机构的功能。监控系统中，嵌入式单板机与 PLC 之间需要实时的进行数据通信，确保监控软件监测数据的实时性。

    

     图 2-2 中 LCD 触摸屏一体机安装在司机室中，供司机室操作人员随时查看了解起重机的起重量、地面工作场地的环境、装卸物吊装的位置等；嵌入式单板机负责接收 PLC 和监控软件发来的数据，然后对数据进行处理、计算，相当于一个中枢协调模块；视频信号主要是通过安装的摄像头来采集并通过无线网桥设备发送到地面中央控制室，使中央控制室管理人员也可以随时了解起重机作业现场的基本情况，比如司机室操作人员是否违规操作、起重机各个机构的运行是否正常、装卸作业是否完成等；其中，臂架摄像头信号经视频分配器分为两路，一路接入嵌入式单板机，一路发送到中央监控室。

    本文主要研究门座机安全信息的监控系统的设计，通过设计硬件平台和监控软件完成课题设计任务。门座机运行安全信息主要指门座机自身固有的系统参数（如门座机设计要求、电机型号等）和运行参数（如工作时间、电机电压电流、安全限位等）两部分。对于门座机安全监控参数主要包括安全限位信息、运行保护状态、起重量、起升高度、工作时间、视频监控等等，具体监控参数如表 2-1 所示。

     表 2-1 中的数据是按照国家标准文件 GB/T28264-2012《起重机械安全监控管理系统》要求所列举出的，换言之，这些参考数据都是门座机安全监控系统设计时必须要采集的一些参数。当然，在实际进行起重机安全监控系统设计时，监控数据的种类可以更多，监控数据更多对起重机的维护人员来说就可以得到更多有用的历史参考数据，从而为起重机的维护检修提供了重要的参考依据

     门座机根据用途的不同分为三类[22]：

1、装卸用门座机:广泛应用在港口和堆料场，使用抓斗或者吊钩进行作业，起重量相对较小（不超过 25 吨）。

2、造船用门座机：广泛用于舣装设备、拼接船体等，一般使用吊钩进行作业。在进行作业时，起重量会随着工作幅度发增大而减小。

3、基建用门座机：主要应用在水电站建设，一般使用吊钩进行作业。门座机拆卸运输较为方便，且作业性能较好。门座机虽然有不同的种类，但是其系统参数大致相同，本课题主要以装卸用单臂架门座机为研究对象，主要参数如下：

1、额定起重量：是指起重机设计时的最大起重量；

2、工作幅度（最大、最小）：指起重机所吊重物和转动中心的水平距离；

3、起升速度（m/min）：是指起重机吊起时吊钩提起重物的速度；

4、变幅速度（m/min）：是指起重机作业时增幅或减幅的速度；

5、旋转速度（r/min）：起重机旋转运行时的速度；

6、起升高度：起重机吊钩到轨面的距离。

    以上系统参数均可在门座机的设计说明书或者门座机司机室的铭牌中找到，属于固定参数，对系统参数的监控显示可以使作业人员和用户更直接的了解门座机的固有设计参数。